Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

לא פולשני, מבחן גישה לעט מעבדה-חזירים שוכנו

Published: June 5, 2019 doi: 10.3791/58597
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 2, 3, 3, 4, 5,6, 4,5
1Animal Sciences and Industry, Kansas State University, 2DynaSim Technical Services, INC, 3Center for Injury Biomechanics, Virginia Polytechnic Institute and State University, 4Applied Research Associates, Inc., 5Lucent Research, LLC, 6Department of Neurological Surgery, University of Washington

Summary

פרוטוקול זה מתאר מבחן התנהגותי חדש-הגישה האנושית מבחן העט הבית של החזירים-כדי לזהות את החסרונות הפונקציונליים של חזירים מעבדה לאחר פגיעה חמורה במוח.

Abstract

פגיעה מוחית טראומטית (tbi) מקרים הגדילו באוכלוסיות אזרחיות וצבאיות, וחוקרים רבים מאמצים מודל חזירי עבור tbi. בניגוד דגמי מכרסמים עבור TBI, יש כמה בדיקות התנהגותיות כי כבר סטנדרטית. בעל חיים גדול יותר דורש טיפול פולשני יותר באזורי הבדיקה מאשר מכרסמים, אשר פוטנציאל מוסיף מתח והשתנות לתגובות בעלי החיים. כאן, בדיקת הגישה האנושית (HAT) מתוארת, אשר פותחה להתבצע מול העט הביתה של חזירים מעבדה. זה לא פולשני, אבל גמיש מספיק זה מאפשר הבדלים של מגורים set-ups.

במהלך הכובע פותחו שלוש אתוגרמות התנהגותיות ולאחר מכן החלה נוסחה ליצור אינדקס גישה (AI). תוצאות עולה כי הכובע והאינדקס שלה, AI, הם רגישים מספיק כדי לזהות שינויים קלים וזמניים בהתנהגות של חזירים לאחר TBI קלה (mTBI). בנוסף לכך, למרות שתוצאות ההתנהגות הספציפיות הן תלויות-דיור, השימוש ב-AI מפחית את הווריאציה ומאפשר מדידות עקבית ברחבי המעבדות. בדיקה זו היא אמינה וחוקית; ניתן להשתמש ב-HAT במעבדות רבות ולסוגים שונים של מודלים פורצין של פציעה, מחלה ומצוקה. בדיקה זו פותחה עבור שיטת חותמת זמן ידנית ממוטבת כך המתבונן בעקביות מבלה לא יותר 9 דקות על כל מדגם.

Introduction

Mtbi האדם מוגדר לעתים קרובות על ידי חסרונות פונקציונליים למרות העדר שינויים מבניים גלובלי או בצקת משמעותית בתוך המוח1,2,3. אכן, בכמה חולים mtbi, התכונה האופיינית של פציעה זו היא שינוי במצבם הפסיכולוגי בהעדר שינויים נוירואנטומיים4,5. אנו מנוצל מודל חזירי של mtbi6 כי המוח של חזיר הן אנטומית ומבחינה פיזיולוגית יותר לבני אדם מאשר מכרסמים7, ומדידות המקביל יכול לספק קבוצה רלוונטית של רכיבי נתונים נפוצים עם בני אדם.

בשנים האחרונות, מודל חזירי צברה את האינטרס של מדענים נוירוטראומה ובעלי עניין של mtbi לחקירות קדם-קליני; עם זאת, בניגוד מודלים מכרסם של tbi, יש רק כמה בדיקות התנהגותיות מתוקננת שפורסמו המאפשרים הערכה של מצבו של חזיר מעבדה רגשית (כלומר, המדינה הפסיכולוגית)7,8,9, . בסדר, עשר מטרה ארוכת טווח עבור המעבדה שלנו היא לפתח מספר כלים התנהגותיים משלימים הרגישים מספיק כדי למדוד כאשר החזירים חווים מחלה תת-קלינית או כאשר בעלי חיים נמצאים במצב הקשור ללחץ פתולוגי.

בדיקות התנהגות חוזרות ונשנות, המודדים את שינוי המצב הנפשי בחזיר מעבדה, עשויות להיות מועמדים טובים להבחנה עם בעל חיים במצב פתולוגי מבעלי חיים בריאים. לדוגמה, כובעים בתוך העט שימשו לייצור חזיר מסחרי כדי לעזור לחקלאים לבחור חזירים בריאים עם מזג טוב או לשנות אסטרטגיות ניהול ודיור שגרמו מצוקה, פציעה, ומחלה11,12. בדיקות אלה שימשו כדי לכמת את המוטיבציה והמצב הכולל רגשית של חזיר אחד או קבוצה של חזירים13.

המעבדה שלנו וחוקרים אחרים מדדו מוטיבציה בחזירים על ידי כימות שלוש קטגוריות של התנהגויות: 1) מצבים מחוקרים המתבטא באמצעות התנהגויות שאינן בשימוש אוראלי (NNOB), שבו החזיר משתמש בפיו, חוטם, או פנים לרחרח, ללקק, ללעוס, ושורש מצע, או שהם chomp ללא מצע14,15; 2) קשרי גומלין מרחביים של חזיר לחפץ או להיותובן 16; 3) כיוון האף, המשמש במקום קשר עין, מכיוון שבחזירים יש17מונוטוני, אך ראייה כמעט ראיה, והם מעדיפות את חוש הריח שלהם על פני חזון18. אם חזיר בריא מחבר בני אדם עם גירויים מתגמלת, הם מבטאים תדר גבוה של ננוב, מכוונים את אפו לקראת האדם, ומבקשים להתקרב קרוב יותר לאדם11,16. עם זאת, לאחר מחלה, פציעה, או ניסיון מלחיץ, מוטיבציה לבקש גירויים אפילו מענג מופחת, ולכן, אלה התנהגויות מדידה צפויים להצטמצם19. חוקרי ההתנהגות של החזירים ציינו כי אנהדוניה, חוסר המוטיבציה להתנסות בגירויים מענגת, מוכרת ומדידה בחזירים בסביבות הבית שלהם20. לפיכך, כובעים חוזרים (לפני ואחרי הטיפול) עשויים לשמש אמצעי רגיש כדי להבחין בחזירים מעבדה שטופלו באמצעות זעזוע מוח מפני מטופל (הרדמה בלבד). אנהדוניה היא מדינה רגשית אחת שחולי TBI עשויים לחוות21. הכובע המשמש כאן יש את הפוטנציאל לסייע לייעל את התרגום של ממצאים התנהגותיים ממודל בעלי חיים לעבודה קלינית. כובעים ניתן לערוך מדי יום במהלך הניסוי, אשר עשוי גם לסייע לתקנן את הטיפול בחזירים מעבדה לייעול הרווחה בעלי חיים וגידול22.

כאן, באמצעות כובע, את ההבדלים ההתנהגות כתוצאה mTBI במיני חזיר הם בנחקר. מזעור השונות התנהגותית הושגה על ידי ניצול אמצעים לא פולשני של הכובע והוא מאפשר לחזירים כדי להאקלים עטים הבית שלהם, ניהול שגרתי, ופינוק יומי. באופן מסורתי, זירת ניסוי משמשת למדידת התנהגויות (למשל, בדיקת שטח פתוח). מבחן בתוך העט יכול להיות מועיל במעבדות כי יש מקום מוגבל. העברת וטיפול בחזירים בזירת מבחן יכול לגרום לתגובת לחץ (מצוקה או eustress) ופוטנציאל להוסיף את הווריאציה של תגובות למבחן. מבחן בתוך העט מסיר את הטיפול ברכיב, ולכן, ככל הנראה מפחית את הווריאציה מטיפול-לחץ17. מסיבות אלה נכתב לעיל, פיתחנו היומי, ב-pen HAT עבור מודל זה mTBI.

מידות סטנדרטיות וכימות המגדירות כראוי את המצב הנפשי של בעל החיים הם היבטים חשובים בפיתוח מבחן התנהגות חדש. בנוסף, יש לעבור בדיקות על פני מספר מעבדות. כאן, לצורך פיתוח הפרוטוקול, נבדק הכובע בשלוש מערכות דיור שונות של מעבדות. שלושה subethograms נוצרו להתנהגויות מסוימות של חותמת זמן מסרטוני לדוגמה. לאחר מכן, נוצרת נוסחה משוקללת כדי לשלב את שלושת האטרוגרמות ולאפשר שימוש בכובעים על פני מספר מעבדות. למרות שהבדיקה פותחה והשתמשה במיוחד עבור מיני-חזיר שטופלו באמצעות זעזוע-מוח, השיטות והפרוטוקול שפותחו כאן יהיו יישומים להבחנה בין ההבדל בין שהוא פצוע/חולני או חזיר מצוקה ו חזיר בריא.

תוצאות התנהגות יכולות להיות מושפעות מדיור יחיד לעומת קבוצה, הקצבה של מרחב חופשי, סוג הרצפה המשמש, את סוג הגדר בשימוש, את המיקום של האכלה ומים, אזור העשיית צרכים, ואת מיקום העשרה הסביבתית. לכן נבדקו שלושה סוגי שיכון (איור 1): סוג הדיור A היה באוניברסיטת קנזס סטייט (מנהטן, KS); סוג B ו-C היו באוניברסיטת וירג טק (ארלינגטון, VA). הוועדה הפרטית לטיפול בבעלי חיים מוסדיים והשתמש (IACUC) בכל מיקום אישרה את השימוש במתקנים ובהליכים.

לפיתוח האיתוגרמה של סוג הדיור A (איור 1A), מינסוטה-מיני-חזיר (חזירי בר = 7, מזהב = 1; מרכז המשאבים של מחקר החזירים הלאומי, קולומביה, MO; גיל = 25.6 ± 3.66 [ממוצע ± סטיית התקן (SD)] שבועות) שוכנו בתוך עטים בודדים עם ריצוף ידידותי לבעלי חיים (IACUC3881). החזירים ששימשו לפרוטוקול זה היו במצב בריאותי טוב, לא הוחלו טיפולים. לפיתוח הפרוטוקול עבור סוג דיור B, יוקטן מיני חזירים (גיל = 25.3 ± 2.80 שבועות [ממוצע ± SD] היו יחיד שוכנו (איור 1B) בבית וירג טק מתקנים (IACUC15-060). טיפולי בעלי חיים מתוארים במקומות אחרים29 וכללה את האינדוקציה של הפעלת גל זעזוע מוח באמצעות גלי הפיצוץ או בקרת הדמה (הרדמה בלבד). לפיתוח הפרוטוקול של סוג הדיור C, חמש חזירים מיני נקבה (גיל = 23.7 ± 1.18 שבועות [ממוצע ± SD]) היו זוג שוכנו ב וירג טק בעט גדול (איור 1C; IACUC15-060). שתי סביבות הדיור הראשונות הן דיור מעבדה טיפוסי או להכיל חזירים בעלי שוכנו יחיד. סוג הדיור C היא סביבת דיור טיפוסי שיכולה לשכן שני חזירים או יותר, ועשויה להיחשב לסביבה מועשרת יותר מאשר דיור רגיל במעבדה. ניתן להשתמש בפרוטוקול זה על-פני סוגי דיור אם מעקב אחר השיטות הבאות.

Protocol

IACUC הפרט בכל מיקום (אונ' קנזס סטייט ובאוניברסיטת וירג טק) אישרה את השימוש במתקנים ובהליכים.

1. הגדרת מצלמות ועטים והקמת שגרה

  1. לפני הצבת בעלי החיים במכלאות שלהם, לתקן מצלמות בזווית 90 ° מעל כל עט (ראה שולחן החומרים עבור מערכת המצלמה המוצעת).
  2. שיא בעלי חיים ברציפות ב 30 מסגרות/s (fps), גם עבור משך המחקר או רק במהלך הפעלות בדיקה.
  3. לתקן קערות, מים, מחצלות, וצעצועים עם ברגים ושרשראות.
  4. מניחים מכונות קול כי ברציפות לשחק רעש לבן או ורוד (e. g., הקול של מפלים) במתקן של החזירים.
    הערה: רעשים פתאומיים חיצוניים (למשל, פתיחת דלתות וכיבוי) עלולים לגרום לרפלקס ההבהיל במהלך המפגשים23,24.
  5. הטיפול אקראי או לסטרtify על ידי העט על פני המתקן.
  6. הקימו שגרת גידול בעלי חיים. זה יעזור לחזירים לדעת מתי לצפות מבני אדם לנקות את העטים, להאכיל ולטפל בהם ולבצע את הבדיקה.
    1. השתמש בתענוג מוכר כדי לאפשר לחזירים לשייך בני אדם לגמול.
    2. להשתמש בשלט במהלך הגמול כדי לאפשר לחזירים לשייך את הצליל לחיצה עם גמול. אין להשתמש בהסברים ובאותות חזותיים כדי להכיר את החזירים בפרס (ראו טבלת חומרים).
  7. ערוך את המפגשים לפני ארוחת הבוקר או לפני הצבת הזנה חדשה לחזירים הניזונים מפרסומות.

2. זיהוי החזירים

  1. הפוך נושאים הניתנים לזיהוי בהזנת הווידאו, גם אם הם בעלי שוכנו בלבד.
  2. ודא שמשקיפים יישארו עיוורים לטיפולים וללא משוחד במהלך זמן החתמת במערכת סימון שאינה קשורה לטיפולים. השתמש בקלטת כיתה רפואית (ראה טבלת חומרים) הדבקה ברצועת נייר דבק של צבע מסוים, צורה עגולה ותבנית.
  3. השתמש בטלאי עגול אחד כדי לסמן את החלק העליון של החזיר ואחד למטה בכל צד (ראה איור 1, צבע ירוק וכחול).
  4. הכתם התגית מלט (פחות מ 0.35 g) על פינות הקלטת כדי לסייע להגביר את תוחלת החיים של הדבקות.
    הערה: יותר מדי מלט תג לא יתייבש מהר מאוד, גורם הקלטת ליפול בטרם עת.
  5. פתרון בעיות והתאמה אישית של אסטרטגיית הסימון במהלך תקופת הסתגלות כך שמבחנים רשמיים יבוצעו ביעילות וללא הוספת לחץ נוסף לחזירים.
  6. השתמש בגליונות איסוף נתונים כדי לעקוב אחר הסימונים וזיהוי הנושא (ראה קובץ משלים 1 עבור גליון נתונים לדוגמה).
    הערה: כדי להסיר קלטת, לא לקרוע את הקלטת כי זה יגרום כאב אם כל שערה משכה. זה יכול לרדת בעצמו מעצמו, חומר סיכה על בסיס מים יכול לעזור להוציא אותו, או שהוא יכול להיות מגולח עם קוצץ. אם הקלטת יורד בזמנים לא רצויים, להכין סרט סימון נוסף ולהחיל אותו בזמן החזיר הוא אוכל ארוחה במקום לרסן את החזיר.

3. הפעלות כובעים

  1. יש את המבחן-בני אדם ללבוש את אותו כובע, סרבל, מגפיים, ריחות, וכו ' בכל פעם ההפעלה מתנהלת.
  2. בצע הפעלות יומיות, לפחות 3x, לפני הטיפול, ולאחר מכן, מדי יום לאחר מכן.
  3. החזיר יכול להיות בכל אזור בעט שלו לפני תחילת הפגישה. כדי להתחיל את ההפעלה, לבקש מבחן-אדם לשחרר את הטיפול בקערה או מול העט ולחץ על השלט 3x.
  4. מבחן-האדם צריך להניח את ידיהם מתוך הראייה של החזיר ולעמוד נייח במהלך המבחן. יש חוקר נוסף שיסמן את התחלת ההפעלה בגליון הנתונים והתחל שעון עצר. לאחר 120 s, החוקר מאותת בשתיקה לאדם מבחן כדי לעבור לנושא הבא ולהפעיל מחדש את הבדיקה.

4. הקמת כובע האטגרמות לתוכנה

  1. בניית ethograms (ראה איורים 1 ו- 2 ווידאו משלים 1) תחת פרוייקט אחד באמצעות תוכנה מיוחדת.
    הערה: התנהגויות מרחבית הן המיקום של בעל החיים ביחס לאדם. באיתוגרמות, היחסים המרחביים חייבים להיות מותאמים להעט של בעל החיים ולהתפרסם בכל פעם שנעשה שימוש בהגדרת עט מקורית (איור 1). בקטגוריה זו, התנהגויות נחשבות הדדית בלעדית. החלל מחולק לארבעה אזורים, עם רמות שונות של גישה (איור 1). האזורים מתוקננת על פני סוגי הדיור. הדבר הקרוב ביותר, או הטיפוס (קלרנית) פירושו שחזירים יכולים לטפס על הגדר כדי לקבל גישה לאדם; לכן, טיפוס נחשב להתנהגות מרחבית המציינת כי החזיר מחפש באופן פעיל ביותר את המגע האנושי. סגור (Co) מציין את השטח בתוך 61 ס מ של האדם. Mid (M) הוא השטח ברדיוס של 61-122 ס מ מהאדם. רחוק (F) הוא שטח של 123 ס מ או יותר מן האדם.
  2. התנהגויות מבניות מתמקדות בכיוון הגוף כולו או חלקי הגוף (איור 2). צור שתי קטגוריות מבניות: 1) מיקום האף החזיר 2) המצב הפעיל של חזיר. השתמש באיור 2A כדי לזהות את הכיווניות (כיוון 1 מציין שהחזיר מכוון את אפו כלפי האדם; כיוון 2 פירושו שחזיר מכוון את אפו הרחק מן האדם).
  3. לחלק התנהגויות פעילות (איור 2b) לשלושה מצבי גישה בלעדיים הדדית: nnob, לעמוד או ללכת בלי nnob, ולנוח בלי nnob (לראות את הצבע בקידוד ב-ethograms בווידאו).
    הערה: NNOB משמש לתאר כאשר חזיר משתמש בפיו, חוטם, או פנים כדי ללקק, לרחרח, ללעוס, לנשוך, לשפשף או לשורש אובייקט לא מנוכל לחפש היכרות או הזדמנויות הרומן. לכן, כאשר הוא במצב פעיל זה, הוא מתעניין בבני האדם, ובמצב גישה. אם מצלמות תקורה משמשות בזוויות 90 °, המיקום האף של חזיר התנועה הראש הם אינדיקטורים של NNOB. לעיתים, חזירים מוחזרים או מזויפים; את האף ניתן לראות אבל הראש נע למעלה ולמטה. לעמוד או ללכת ללא NNOB משמש לתאר כאשר החזיר הוא במצב זקוף, הראש הוא עדיין, והאף אינו נוגע במצע או לאונן, כלומר הוא במצב של פחות גישה. נח ללא NNOB משמש לתאר כאשר החזיר הוא נח על ידי שקרים או ישיבה, שהיא המדינה לפחות הגישה תחת קטגוריה זו של התנהגויות.

5. החתמת שניות של סרטי הווידאו ליעילות ולמהימנות

  1. בהתבסס על זמני ההתחלה שנרשמו על ידי אספן הנתונים, לערוך את הצילומים לתוך מדויק, 3 דקות הפעלות. השיטה לקבלת חותמת זמן תיקח 9 דקות לכל הפעלה.
  2. השתמש רק עד שני משקיפים מיומנים כדי לתזמן את הסרטונים.
    הערה:: אם נעשה שימוש בשני משקיפים, הווריאציה הפנים-משקיף צריכה להיות כמותית, מוערכת, מותאמת ולאחר מכן מדווחת כמקדם מתאם פירסון לאחר שהמשקיפים מזמנים את אותו סרטון לדוגמה (עבור שיטות, ראה מרטין ו באטסון25).
  3. הגדר את מהירות ההשמעה ב-1x במהירות רגילה (כלומר, 30 fps). אין להשהות, להריץ אחורה או למסגרת חותמת זמן על-גבי מסגרת.
  4. חותמת זמן של כל קטגוריה של התנהגויות בלעדיות הדדית בנפרד.
    1. התנהגויות מרחביתשל חותמת זמן. הפעל מחדש את הווידאו.
    2. התנהגויות מבניותשל חותמת זמן. הפעל מחדש את הווידאו.
    3. חותמת זמן עבור התנהגויות מיקום מבנה /אף .
  5. השתמש במשך כל תוצאת התנהגות (ראה סרטוני וידאו 2 ו- 3) לסיכום נתונים. יש להמיר את מדידות המשך לאחוזי זמן לכל קטגוריה.

6. מדד הגישה

  1. החל את הנוסחה (איור 3) כך שכל מבנה והתנהגות מרחבית משולבים כדי ליצור AI (איור 3, איור 4). ה-AI משמש בנוסף לדיווח על התנהגויות וקטגוריות בנפרד כאיורים (איור 5) או בצורה טבלאית.
    הערה: עיין בטבלת חומרים לקבלת פרטי תוכנה. בתוך כל קטגוריה, משכי התנהגות מומרים תחילה לאחוזים (משך ההתנהגויות המחולק במשך הכולל של הפעלת הבדיקה). כל התנהגות משוקללת בהתאם לרמת הגישה (איור 3). הימנעות התנהגויות (אחוז הזמן באזור הרחוק, נח, כשהאף התרחק) מוכפל ב-0. התנהגויות גישה מתונה (אחוז הזמן באזור האמצעי, פנה לעבר האדם, ועומד עם הראש עדיין) מוכפל ב-1. הרמה הגדולה ביותר של התנהגויות גישה (אחוז הזמן באזור הקרוב והקרוב ביותר ומראה nnob) מוכפלים על ידי 2. לאחר מכן, כל קטגוריה היא משוקלל נוספת 3, 2, ו 1 עבור כיוון המרחבי, האף והפעילות, בהתאמה. מוחל קבוע (0.10) כדי ליצור קנה מידה של אחוזים. לדוגמה, אם החזיר פונה אל האדם, נמצא באזור הקרוב/הקרוב ביותר, ומבצע NNOB במהלך המפגש המלא, שים לב כי ה-AI הוא 100% (החזיר האדום באיור 3). לעומת זאת, אם החזיר נמצא באזור הרחוק, אינו פונה אל האדם, ונשאר בתנוחת השאר במהלך הבחינה כולה, ה-AI הוא 0% (החזיר השחור באיור 3). חזירים באזור הקרוב יכול להיות AI זהה כמו חזיר ביצוע NNOB באזור באמצע אם הם התרחקו מן האדם עומד עם הראש שלהם עדיין (חזירים כתום בדמות 3).

Representative Results

שלושה סוגי שיכון (A, B ו-C; ראה איור 1) שימשו בשלוש מעבדות שונות לכובעים. קטגוריות התנהגות מבנית ואוריינטציה הראש והגוף שימשו כובעים בכל המעבדות והניסויים כפי שהוצגו באיור 2. טבלה 1 מייצגת את הנתונים שנאספו מכל שלושת סוגי הדיור והסטטיסטיקות התיאוריות שבוצעו באמצעות הנתונים שהושגו מטיפול בחזירים בריאים במהלך ההאט. לאחר מכן, פותחה נוסחה לחישוב AI מהנתונים שהושגו במהלך כובעים (ראה איור 3). התוצאות מציינות שהשימוש בווריאציה מופחתת ב-AI (טבלה 1) בנתונים שנאספו. זהו ממצא חשוב משום שנתונים פחות משתנים יאפשרו להשתמש בבעלי חיים ניסיוניים פחות כדי לזהות הבדלים קטנים יותר.

עבור טבלה 1, סטטיסטיקות תיאוריות הושגו באמצעות הליך UNIVARIATE של השגרה (ראה טבלת חומרים עבור מידע תוכנה ספציפי). כדי להשוות את התוצאה של התנהגות מסוג הדיור של כל מעבדה, נעשה שימוש בהליך מעורב עם מודל מדדים חוזרים. . החזיר טופל כמשתנה מקרי סוג האוטומטי של ההזמנה הראשונה נבחר כמבנה השונות המשותפת. משמעותו הפחותה ביותר הייתה מופרדת באמצעות שיטת הכוונון Tukey-קרמר. המשמעות הוגדרה כ- P ≤ 0.05.

בשלב הבא, נקבע אם אותו אדם או ניסויים אנושיים שונים יש להשתמש עבור כל מבחן של הכובע. כדי להשוות בין תגובות התנהגות לא מוכרות לתגובות המוכרות, נעשה שימוש בהליך מעורב עם מודל מדדים חוזרים. . החזיר טופל כמשתנה מקרי סוג האוטומטי של ההזמנה הראשונה נבחר כמבנה השונות המשותפת. משמעותו הפחותה ביותר הייתה מופרדת באמצעות שיטת הכוונון Tukey-קרמר. המשמעות הוגדרה כ- P ≤ 0.05. מצאנו כי לא היה הבדל ב-AI כאשר אדם מוכר היה בשימוש לעומת כאשר אדם לא מוכר שימש במהלך הבדיקה (ראה נתונים בטבלה 2). אם החזירים מעולם לא היו בעלי אינטראקציות שליליות עם אנשים, הם בדרך כלל מוכללת ומשויכים לכל האנשים באופן חיובי עם מזון26.

תקופת הסתגלות לפרוטוקול HAT נחושה בפני מדדי הגישה של החזירים מסוג הדיור A (336 מפגשי מבחן). הכובע החל ביום השמיני לאחר הגעתו ובוצע פעמיים על ידי האדם המוכר (שבילה את השבוע הקודם בטיפול בחזירים) ובידי אדם לא מוכר (שלא היה לו קשר קודם עם החזירים). כדי לקבוע את השפעת הזמן על התוצאות של ה-HAT, נעשה שימוש בהליך מעורב עם מודל מדדים חוזרים. . החזיר טופל כמשתנה מקרי סוג האוטומטי של ההזמנה הראשונה נבחר כמבנה השונות המשותפת. משמעותו הפחותה ביותר הייתה מופרדת באמצעות שיטת הכוונון Tukey-קרמר. המשמעות הוגדרה כ- P ≤ 0.05. כאמור, הנתונים לא גילו הבדל בין התגובות מחשיפה אנושית מוכרת או לא מוכרת (טבלה 2). עם זאת, תקופת הסתגלות נקבעה בהתבסס על ימים 9, 11, ו -13 הצגת AIs שהיו נמוכים באופן משמעותי מכל הימים האחרים. הבסיס צריך לכלול מינימום של שלוש מדידות לאחר הסתגלות, אבל אנחנו ממליצים על שישה הפעלות לחשב ממוצע AI כמו covariate במודלים.

כדי לקבוע אם שיטות HAT יכול להבחין מטופלים שטופלו חזירים מחזירים מטופלים המזויף, נתוני HAT מ 12 חזירים 1 יום לפני ( -1) ו 3 ימים לאחר שטופלו עם הרדמה29 בלבד (השאם) או הרדמה גל הפיצוץ באמצעות גל הלם tube29 לשיא psi של 47.4 ± 13.6 sd עבור אורך של 4.7 ± 0.9 ms SD (הפיצוץ). הנתונים נותחו על ידי סבירות מוגבלת ANOVA באמצעות הליך מודל מעורב בתוכנית תוכנה סטטיסטית. ניתוח זה קבע הבדלים בין הטיפול, הזמן והאינטראקציות שלהם. מדווח על SEM המירבי מהמודל, ו- P < 0.05 נחשב למשמעותי. ה-AI מקיף את כל ההתנהגויות (איור 3). בימים 1 ו-2 לאחר הטיפול, מדידה AI מכובד שרקנים מזויפים מחזירים המזויף (P < 0.05; איור 4). התנהגויות ניתן לנתח ולהציג בתוך הקטגוריות שלהם הדדית בלעדית (איור 5). התנהגות מרחבית קרובה למדוד חזירים הפיצוץ מכובד מפני חזירים מזויפים בימים 1 ו 2 לאחר הטיפול (P < 0.05; איור 5A). כמו כן, כיוון האף, זמן מנוחה, ו NNOB מדידות חזירים המזויף מכובד מחזירים הפיצוץ בימים 1 ו 2 אחרי הטיפול (איור 5B ו 5b).

Figure 1
איור 1: קטגוריה מרחבית של התנהגויות של שלושה סוגי דיור מעבדתיים שונים. האיתוגרמה מוגדרת ביחס לאדם (עקבות), וביחס לגודל החזיר ועד לכמות השטח הפנוי. הרמה הגדולה ביותר של גישה לקטגוריה זו של התנהגויות היא כאשר החזיר מנסה לטפס על הפאנל הקרוב ביותר לאדם (קלרנית; הקרוב ביותר או לטפס). צופה מיומן חותמות זמן "סגור" (Co; 0-61 ס מ מן האדם), "באמצע" (M; 61-122 ס מ מן האדם), ו "רחוק" (F; 123 + ס"מ מן האדם) כאשר האוזניים של חזיר או יותר נמצאים באזורים אלה מרחבית. כל עט מעבדה הוגדר עם קערה אחת או שתיים עבור הארוחות פעמיים ביום, מים (W), וצעצוע. (א) כל 50 ג ' ק ק"ג היה יחיד שוכנו ב 190 ס"מ x 114 ס מ עטים עם ריצוף מגורר. (ב) כל 50 ק ג חזיר שוכנו על שטיח שחור עם ריצוף מגורר וניקוז בחלק האחורי של העט. (ג) חזירי בר בקירוב 10 ק"ג היו זוג שוכנו ב 274 x 366 ס מ, עם ריצוף בטון, מחצלת, ניקוז, וכדורת קבוע וצעצועים. רצועות הצבע (לדוגמה, ירוק וכחול) מייצגות את אסטרטגיית הסימון. כל החזירים בדיאגרמה מסומנים במדבקות ירוקות או כחולות כדוגמאות לסימון וזיהוי חזירים בסרטוני וידאו. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: התנהגות מבנית קטגוריות המועסקים בכל שלושת המעבדות והניסויים. (א) עבור קטגוריית אוריינטציה ראש, החזיר היה פונה כלפי מעבר או הרחק מן האובייקט האנושי או נע. (ב) לקטגוריית אוריינטציה הגוף, ראש החזיר היה למטה, ביצוע התנהגויות שאינן מנוגות אוראלי (nnob); בתנוחה זקופה, עמידה או הליכה, אבל הראש לא זז או למטה; במצב מנוחה, הכולל ישיבה או שכיבה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: גישה לנוסחה ולדיאגרמת אינדקס. מדד הגישה פותחה כדי למקם את כל השילובים של התנהגויות בקנה מידה של 0 כדי 100, עם 0 להיות חזיר במצב הגישה לפחות (בחלק הרחוק, האף התרחק, שוכב עם ראשו עדיין) ו 100 בסעיף הקרוב , האף מצביע לעבר האדם, מבצע NNOB. תוכנית תוכנה (ראה טבלת חומרים לקבלת מידע נוסף) שימש למדידת ההתנהגויות כך שהן מיושרות באופן ליניארי. כל מבנה חזיר מייצג נקודת נתונים היישר ליניארי מכל קטגוריה. בתוך כל קטגוריה, משכי ההתנהגות מומרים לראשונה על אחוזים (משך ההתנהגויות המחולק במשך הכולל של הפעלת הבדיקה). לאחר מכן, כל התנהגות משוקלל מבוססת על רמת הגישה. התנהגויות התחמקות (אחוז הזמן באזור הרחוק, המנוחה, כשהאף התרחק) מוכפלים ב-0. התנהגויות גישה בינונית (אחוז הזמן באזור האמצעי, הפכו לבני האדם, ועומדים עם הראש עדיין) מוכפלים ב-1. הרמה הגבוהה ביותר של התנהגות גישה (אחוז הזמן באזורים הקרובים והקרובים ביותר, ביצוע NNOB) מוכפל ב 2. לאחר מכן, כל קטגוריה היא משוקלל נוספת 3, 2, ו 1 עבור כיוון המרחבי, האף והפעילות, בהתאמה. קבוע (0.10) מוחל על שינוי קנה המידה של הנתונים על-פני הטווח המלא בין 0 ל-100 אחוז. מיפוי חום כמו ערכת צבעים משמש כדי לייצג את החזיר במצב הגישה ביותר מול החזיר במצב הגישה הפחות (שחור). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4: הגישה אינדקס של חזירים מטופלים עם חשיפה גל הפיצוץ. איור זה מציג את אינדקס הגישה של חזירים 1 יום לפני ( -1) ו 3 ימים לאחר שהם טופלו עם הרדמה בלבד (שאם, n = 6) או הרדמה גל הפיצוץ חשיפה לשיא של 47.4 ± 13.6 sd עבור אורך של 4.7 ± 0.9 ms sd. קווי השגיאה מייצגים את SEM. ערכי Pלטיפול = 0.032, במשך הזמן = 0.033, ולטיפול x time = 0.012. הנתונים נותחו על ידי סבירות מוגבלת ANOVA באמצעות הליך מודל מעורב בתוכנית תוכנה סטטיסטית. ניתוח זה קבע הבדלים בין הטיפול, הזמן והאינטראקציות שלהם. מדווח על SEM המירבי מהמודל, ו-*P < 0.05 נחשב למשמעותי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 5
איור 5: שיטת עמודות מוערמת להצגת התנהגויות. לוחות אלה מראים שיטת שורת מחסנית של הצגת התנהגויות עבור (א) התנהגות מרחבית, (ב) כיוון האף, ו (ג) הפעילות של חזירים 1 יום לפני ( -1) ו 3 ימים לאחר שטופלו הרדמה בלבד (התחזות, n = 6) או הרדמה ועוד הפיצוץ גל חשיפה לשיא psi של 47.4 ± 13.6 sd עבור אורך של 4.7 ± 0.9 MS SD. סוג הדיור B שימש לניסוי זה. כל התנהגויות בלעדיות הדדית ניתן לייצג בכל תרשים עמודות מוערמות. (א) הטיפול x זמן P-ערכים עבור התנהגויות מרחבית הם הרבה = 0.060, באמצע = 0.110, * סגור = 0.014, הקרוב ביותר = 0.557; (ב) הטיפול x זמן P-ערכים עבור כיוון האף הם < 0.001 *; (ג) הטיפול ב-x-ערכי Pלפעילות מ> 0.10; הטיפול P-ערכים היו מנוחה = * 0.046, לעמוד = 0.584, ו * nnob = 0.042. SEMs ממאגר היו (א) 7.5%, (ב) 9.6%, ו (ג) 9.7%. כל תוצאה התנהגותית נותחו על ידי סבירות מוגבלת ANOVA באמצעות הליך מודל מעורב בתוכנית תוכנה סטטיסטית (ראה טבלת חומרים עבור התוכנית הספציפית) ולאחר מכן, שולבו בתרשים. הניתוחים קבעו את ההבדלים בין הטיפול, הזמן והאינטראקציות שלהם. מדווח על SEM המירבי מהמודל, ו-*P < 0.05 נחשב למשמעותי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

סטטיסטיקת ANOVA עבור מרחבי סוגי הדיור סטטיסטיקות תיאוריות עבור כל נתוני החזיר הבריאים לא. יחידות נסיוניות
סוג הדיור P לא. בדיקת קוונקלס,% כדי לזהות את Δ% מהפקד1
קצת B C SEM ערכים Obs. מוצע SD CV SEM דקות 25 50 75 מקס 25 50 75 100 200
גישה-אינדקס,% 75.4 69.2 76.6 5.5 0.318 288 74 17 23 1 0 70 80 84 99 18 4 3 3 3
משך המיקום של העט,%
רחוק 8.5א 5.3א 23.0b 4.8 0.008 288 10 20 200.1 1.2 0 0 0 10 100 -- 336 149 84 21
אמצע 18.9 46 13.75 16.2 0.066 288 23 29 125 1.7 0 2 10 32 100 526 131 58 33 8
קרוב 72.4א 43.9b 62.4א 12.8 0.032 288 23 29 123.9 1.7 0 47 78 93 100 509 127 57 32 8
הכי קרוב (לטפס) 0 8.9 0 3.1 0.001 288 67 32 47.8 1.9 0 46 80 95 100 74 19 8 מיכל 5 3
סגור + הקרוב ביותר 72.5 53 62.3 14.9 0.311 288 68 32 46.6 1.9 0 46 78 93 100 74 19 8 מיכל 5 3
משך פעילות,%
לשקר/לשבת עם הראש עדיין 5.6א 0.0b 17.0c 1.8 0.001 288 1.3 מיכל 5 393.7 0.3 0 1 3 7 59 -- -- 579 326 82
העמד/התהלך עם הראש עדיין 48.3א 63.6a, b 83.5b 10 0.006 288 52 43 82.1 2.5 1 7 47 100 100 226 57 25 14 4
מיכל בננוב 81.5 57.7 71.1 13.3 0.109 288 77 28 36.4 1.7 0 66 91 98 100 44 11 מיכל 5 3 3
כיוון הראש, משך הפעולה,%
משם 24.7א 17.4א 50.7b 4.5 0.001 288 26 21 79.3 1.2 0 10 22 39 92 212 53 24 13 3
לכיוון 75.3 א 82.6 א 49.3 b 4.5 0.001 288 74 21 27.8 1.2 8 62 79 90 100 26 6 3 3 3

טבלה 1: מדידות HAT בסיסית נבדקו עבור כל סוגי הדיור כדי ליצור ערכת נתונים זו. תוצאות התנהגות נותחו על ידי סבירות מוגבלת ANOVA באמצעות הליך מעורב של תוכנת ניתוח סטטיסטי. ניתוחים אלה קבעו את ההבדלים בין משך ההתנהגות לבין מדד הגישה של כל סוג של דיור מעבדה. מדווח על SEM המירבי מהמודל, ו- P < 0.05 נחשב למשמעותי. בנוסף, הליך UNIVARIATE של תוכנת הניתוח הסטטיסטי שימש לסטטיסטיקה תיאורית. ערך הביטחון (CV)% הוזן לתוך מחשבון יחידה ניסיוני27 , והתנאים להבדלים הצפויים בין שני טיפולים נבדקו.

טיפול ערכי P
מוכר וכר SEM TRT זמן זמן TRT
גישה-אינדקס,% 84.8 84.4 3.06 0.766 0.002 0.661
משך המיקום של העט,%
רחוק 10.7 10.1 3.49 0.844 0.008 0.522
אמצע 18.7 17.6 3.38 0.717 0.014 0.918
קרוב 70.4 72.3 5.25 0.617 < 0.001 0.895
משך פעילות,%
לשקר או לשבת, לא NNOB 5.8 5.8 0.8 0.995 < 0.001 0.901
. לעמוד או ללכת, לא לנוב 5.5 5.5 1.4 0.995 < 0.001 0.524
מיכל בננוב 82.1 83.3 4.12 0.722 0.0029 0.617
כיוון הראש, משך הפעולה,%
משם 23.9 23 2.81 0.725 < 0.001 0.329
לכיוון 76.1 77 2.8 0.725 < 0.001 0.329

טבלה 2: הניסוי בוצע על שבעה חזירים מסוג הדיור A. כל יום נערכו שני מפגשים. עבור כל הפעלה, אחד מוכר (נקבה) או אחד מתוך שבעה (שלושה זכרים וארבע נקבות) בני אדם לא מוכרים שימשו כובעים. אותו אדם מוכר הלך ראשון, ושבעה אנשים לא מוכרים שימשו. מודל ANOVA לתוכנת ניתוח סטטיסטי נבדק לטיפול (מוכר או לא מוכר), זמן (יום) והאינטראקציות שלהם.

וידאו משלים 1: משקיף תוכנה הגדרת עם כתוביות. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

וידאו משלים 2: ייצוא נתונים עם כתוביות. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

וידאו משלים 3: ניתוח נתונים עם כתוביות. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ משלים 1: גליון איסוף נתונים לדוגמה. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

Discussion

פציעות קלות למוח שאינן גורמות לשינויים אנטומיים ושינויים מבניים גלויים לזיהוי עם המדינה-של-אמנות הדמיה יכול להיות קשה לזהות ולטפל28. עם זאת, חולים עם mTBI פגיעים במיוחד לעלבון נוסף שיכול לגרום נזק משמעותי למוח, ולכן, חשוב לזהות את האוכלוסייה. בדיקות התנהגותיות שפותחו במודל חזיר מיני של mtbi רלוונטיים במיוחד לחולים mtbi האדם כי חזירים יש פיזיולוגיה דומה כמו בני אדם ומבטאים מצבים רגשית דומים, כגון אנהדוניה8,9,10 ,20. כאן, פיתחנו מבחן התנהגותי לא פולשני, ב-pen (הכובע), והראו כי הוא רגיש מספיק כדי להבחין בחזירים מזויפים מפני חזירים המזויף. בנוסף, מדד משוקלל (AI) פותחה עבור התנהגויות שנצפו במהלך כובע כי הם בכל מקום על פני מגורים וסוגי חזיר.

שינויים ופתרון בעיות:

המתודולוגיות עבור ה-HAT הוקמו על בסיס הנחיות אתנולוגיה25 ואסטרטגיות ניסיון ושגיאה מסוימות לשיפור האמינות, החזרה והחוקיות של הבדיקה6. אמצעי המהימנות סייעו לזהות את העוצמות והמגבלות של הבדיקה. המהימנות מגדירה את המידה שבה המדידה היא לשחזור ועקבית וחופשית משגיאות אקראיות28,29. אנו דיווחו בעבר על המהימנות הפנים והבין-מצופה של ה-HAT, ועם האיתוגרמות הקונסטרוקטיבית הנוספות, היכולות הללו גבוהות באופן דומה (ה-R2 0.90 ≫ של פירסון) עבור משך6. התדירות ואמצעי ההשהיה דורשים משקיפים מיומנים, בעוד שאמצעי המשך הם פחות תלויי-משקיף, ולכן, אמינים יותר במעבדות30.

אמינות בתוך מעבדה וחזרה על פני מעבדות תלויה בשיטות. במעבדה שלנו, מערכת הוידאו הוקלטה ברציפות, הקבצים אוחסנו בתחילה כ 5 דקות קבצים, וכמה הפעלות כובעים אירעו על שני קבצים. פחות טעויות נעשו כאשר הזמן המדויק מגליון הנתונים שימש לחיתוך ולשילוב של קטעי וידאו. לפני פיתוח האיתוגרמה, משקיפים הורשו להשהות, לעצור, ולהריץ אחורה את קטעי וידאו כדי לתזמן את כל ההתנהגויות של ethogram כולו. שיטה זו לא רק גרמה לווריאציה בחותמת זמן של כל מדגם, החל מ-3 דקות עד 20 דקות, אך המהימנות בין-ובתוך-המתבונן הייתה ירודה גם עבור רוב ההתנהגויות. לכן, אנו להגדיר את מהירות ההפעלה, והיו משקיפים חותמת כל קטגוריה בכל פעם. לכן, כאשר המהימנות היתה נמוכה בקטגוריה אחת בלבד, משקיפים באופן עצמאי מוטבע רק הקטגוריה ולא את ethogram כולו, לאחר שהם התייעצו הגדרות וקטעי וידאו יחד. הגדרת שיטות ההשמעה והקטגוריה המותרות לחיזוי עקבי של משך הזמן הדרוש לחותמות זמן של כל מדגם. עבור פרוייקטים המשתרעים על פני יותר מחודש, הסקירה השוטפת של הסרטונים המקודדים והמהימנות בתוך המתבונן חשובה למדידה.

גורם נוסף מפחית את האמינות ואת החזרה הוא הגדרת וידאו. בתחילה, מצלמת כף יד וחצובה שימשו, אשר הועברו עט לעט. כאשר נעשה שימוש בשיטה זו, החזירים היו צריכים להציג את החצובה והמצלמה לפני הכובע; אחרת, החזירים נראו מגיבים לחצובה ולתנועה יותר מאשר למבחן-האדם. בנוסף, זוויות מצלמה לא תקורה מוגבלת התצוגה של המתבונן בזמן הטבעה ותפיסת העומק של החלל הגדילה את הגיוון בתוך ו בין המתבונן באמצעי התנהגות מרחבית; לכן, פיתחנו את הפרוטוקול עם מצלמות קבועות. כאשר נעשה שימוש בשיטה זו, נדרש טיפול נוסף כדי לוודא שהמצלמה ממוקמת כראוי לפני כל בדיקה, ונדרש זמן רב יותר עבור ההגדרה בין הפעלה של חזיר. עם זאת, למדנו כי מערכת וידאו רציפה תקורה צריך להתחיל את ההקלטה הראשונית בחצות לפחות 24 שעות לפני הכובע הראשון. תצוגת חותמת הזמן עבור מערכות וידאו רבות אינן מדויקות ומסונכרנות אל המסגרת; לכן, אנו כבר לא סומכים על זמני התצוגה. מתחיל חצות מותר עבור עריכת מסגרת לכידת וידאו בדיוק, ואת תצוגת חותמת הזמן לא נעשה שימוש.

בנוסף, הסתגלות החזירים והקמת השגרה הייתה חשובה בעת פתרון בדיקה זו. בצילומים של חזירים שלא היתה מאוד הסתגלות לסביבות שלהם, הצעדים נצפו במהלך הכובע. זהו אינדיקטור כי החזיר יכול להיות במצב נסער31 ולא במצב מ32. תקופות הסתגלות של שלושה או יותר שבועות עשויות להקטין את מספר החזירים הקצב בניסוי. עם זאת, אם התנועה נמשכת לאורך כל תקופות הדגימה, ייתכן שיהיה צורך לכוונן את האיתוגרמה כדי לכלול הליכות ולעמוד במקום.

תוקף הוא המידה שבה מידה מייצגת את הטווח המיועד של השאלה הנשאלת25. כאשר לפתח את הכובע הראשון, השתמשנו רק ethogram מרחבי. הגדרות של התנהגות מרחבית ethogram לתאר במדויק ובמיוחד את הקרבה של האנשים האנושיים והם אומרים את המתבונן ישירות כמה מקום החזיר נשאר בין עצמו לבן אדם. עם זאת, לאחר שיטות אלה יש צורך להחיל על הגדרת מעבדה חדשה, הכרנו ethograms מרחבית הם ספציפיים מעבדה. מידות עט ומיקום עצמים אחרים משפיעים על תוצאת האיתוגרמה המרחבית; לכן, יש לפרסם דיאגרמה עם מדידות ומפרטים ספציפיים של העט אם הגדרת העט לא דווחה בעבר. בנוסף לדיווח על סביבת העט, התנהגויות מבניות נוספו ל-ethogram. בניגוד להתנהגויות מרחבית, ניתן להעריך התנהגויות מבניות ביתר קלות על פני מעבדות; התנהגויות אלה יש תוקף כי הם מתארים במפורש את רמת החזיר של המצב הפעיל. כאשר חזיר נח, סביר להניח שהוא אינו מונע גישה ואינו מסוגל לשנות עמדות כדי לגשת מהר כמו חזיר עומד. באופן דומה, חזיר המציג NNOB הוא במצב גישוש, אבל חזיר עם הראש שלה עדיין כאשר הוא עומד סביר יותר במצב של קטטונית. הכיוון האף עוזר עם תוקף כי האף, האוזניים, ואז העיניים הם מה החזיר משתמש כדי לאסוף מידע על האדם.

מגבלות הטכניקה:

דאגה פוטנציאלית לטכניקה זו היא השונות בתגובות החזירים למבחן-האדם. בנוסף, החזירים יבדקו את ידיו של האדם הנבחן, דבר שעלול לגרום בשוגג על ידי אותו אדם. לכן, מגבלות אלה הביעו באמצעות בדיקות ניסוי של 1) תגובות החזירים לבני אדם מוכרים ובלתי מוכרים, ו-2) מתקן את העובדה, שלאחר שירד הגלולה, האדם הנבחן עדיין ומציב את ידיהם מחוץ ל חזה של חזיר הנתונים הראו כי לא היו טיפול או טיפול x הבדלי זמן במהלך הכובע (שולחן 2), המעיד כי הכובע יכול להיות מנוהל על ידי בני אדם מוכרים או לא מוכרים. חוקרים אחרים מראים כי חזירים נוטים להכליל על בני אדם על בסיס אינטראקציות קודמות11,12,13; לכן, החוויות הקודמות של חזיר עם בני אדם צריכים להיות חיוביים. אתגר זה ניתן לתקן גם עם עיצוב ניסיוני המשמר; עבור כל בלוק, יש צורך במספר מספיק של יחידות נסיוניות המיוצגות עבור כל טיפול בריבית.

במחקר זה, למרות שהיו רק שני משקיפים מנוסים החתמת את כל קטעי וידאו עבור כל שלושת סוגי הדיור, היו הבדלים בין סוגי הדיור עבור תוצאות התנהגות ספציפיים (שולחן 1). לדוגמה, חזירים בסוג הדיור B נכנסו לאזור הקרוב ביותר לעתים קרובות יותר מאלה שבסוגי הדיור A ו-C. הדבר עשוי לנבוע משינוי בחומר העט; בשיכון סוג B, החזית של העט הייתה שער מקושר לשרשרת עם פסים אופקיים שאפשרו לחזיר לטפס על השער במהלך הכובע. לסוגי הדיור A ו-C, מצד שני, היו סורגים אנכיים ופחות משטחים אופקיים לטיפוס החזירים. ניתן לתקן שינויים אלה על-ידי הוספת משך השהות באזורים הקרובים והקרובים ביותר לפני השוואתם לאורך סוגי הדיור (טבלה 1; P > 0.10). עם זאת, חזירים בסוג הדיור C בילו יותר זמן באזור הרחוק מאשר בסוגי הדיור A ו-B (טבלה 1; P < 0.05), שהיה כנראה בשל מיקום המים בגב העט ולא בקדמת העט. זוהי הגבלה שניתן לתקן אם מעבדות לבחור לתקנן את המיקום של מים, קערות, וצעצועים ולוודא שהם קבועים כך חזיר אינו מזיז את האובייקט לאזור אחר.

בדיקה זו יש נגישות מצוינת עבור מעבדות מכל הסוגים, אבל, כפי שהוזכר קודם לכן, האפוטוגרמה מרחבית ומדידות החותמת ידנית ישתנו יותר ברחבי המעבדות. עם זאת, האטרוגרמות הגוף והראש-מבניים נמצאים בכל מקום. מעבדות שיש להם גישה מאומת, מעקב אוטומטי עבור חזירים עשויים להועיל על ידי בעל ethogram מרחבית מסומנים באופן אוטומטי ולא באופן ידני, כי המרחק הועבר ושיעור התנועה עשוי להיות תוצאות נוספות של צעדי התנהגות מ הכובע. ניתן לתקן את המגבלות מתוך הגדרת הטכנולוגיות המסורתיות של המערכת במקום לבדוק אזורים וטכנולוגיות מעקב אוטומטי על-ידי התאמת נוסחת AI. AI מספק מדידות סטנדרטית ומינוח על איך חזירים בודדים להשתמש במרחב העט שלהם ולהביע עניין באדם. חישוב זה, נגזר מאמצעי התנהגות נפוצה, הוא רגיש מודלים חזירי של המוח השני של המחלה, ואולי, מצבים אחרים של פציעה או מחלה תת קלינית. בנוסף, ה-AI מפחית וריאציות אקראיות במהלך ניסויים ועשוי להיות ביתר קלות בהשוואה לניסויים ולמעבדות מאשר שיטות המסתמכות על מדידות ספציפיות יותר לניסוי. ההתנהגויות המבבניות סיפקו את הבסיס לנוסחה זו, משום שהתנהגויות אלה הן מדידות סטנדרטיות על פני טיפולים, בעוד שאופני הפעולה המרחביים תלויים בהגדרת העט, מספר החזירים בעט ומערכת המעקב. למשל, הבחנו כי כאשר שני חזירים בריאים נבדקים בעט, הם יבצעו התנהגויות מרחבית דומה על ידי מתקרבים יחד, אבל החזיר העוקב אחר הראשון יכול לכוון את אפו יותר לקראת החבר לעט שלה מאשר לקראת האדם ולבטא יותר NNOB , כי החזיר שמוביל. משמש כזקיף עם זאת, ה-AI מסייע בהפחתת וריאציה זו גם מפני התנהגויות מזווג.

למרות AI הוא כלים מצוינים לקביעת סטנדרטיזציה הבדיקה על פני מעבדות, החוקרים עדיין רוצה לבחון את התוצאות התנהגות ספציפית הבדיקה בתוך מעבדה או ניסוי, במיוחד אם יש להם מספיק כוח (כלומר, יחידות ניסיוני ו בדיקות חוזרות ונשנות) בניסוי אחד. לכן, טבלה 1, המכילה את כל תוצאות ההתנהגות, את השונות, את ההתפלגות ואת הבדיקה המחושבת עבור מספר בעלי החיים עבור כל התנהגות ספציפית, נכללה כאן. לדוגמה, אם לחוקרים יש סביבות עט המאפשרות לחזירים לטפס בעקביות במהלך הכובע והם יודעים שהטיפול שלהם גורם להפרש של 75% בהתנהגויות טיפוס, הם יכולים להצדיק מספרי בעלי חיים בהתבסס על השונות הנמדדת. אם יתווספו התנהגויות חדשות לאיתוגרמה, המדענים יצטרכו להצדיק את התנהגותם של התנהגות הגישה או הנסיגה לפני שהוא משלב אותם לתוך האינדקס. לדוגמה, אם רוב החיות שבתוך הניסוי מקצב לאורך קירות העט (כלומר, thigmotaxis)32, המשך של התנהגות זו יכול להיות שולב בקטגוריה ethogram מבניים הגוף. ההתנהגות יכולה להיות מיוצגת בגרף העמודות המוערם המפורט (כלומר, איור 5) או בצורה טבלאית, ולאחר מכן ניתן לסכם אותה עם המעמד לפני החלת חישוב האינדקס. לפיכך, ה-AI יכול לייצג התנהגויות שנמצאות בכל מקום בכל מעבדות, אך התנהגויות ייחודיות נוספות עדיין יכולות להיות מיוצגות בנפרד.

משמעות ביחס לשיטות קיימות:

השיטות הקיימות עבור ה-HAT הוקמו עבור חזירים בחוות מסחריות כדי להעריך את רווחתם של בעלי החיים. כאן, פרוטוקול של חזירים מעבדה הוקמה, אשר יכול לעזור לחוקרים להעריך את רווחת בעלי חיים ולהבחין החזירים mTBI מחזירים מטופלים המזויף. בדיקה מסורתית חלופית יכולה להיות שימוש במבחן בשדה הפתוח. בדיקה זו שימש בעבר כדי להעריך את האמו, הסעד והרווחה33. בדיקות שדה פתוח עוצבו במקור כדי לבחון את המצבים הרגשית של מכרסמים על ידי מדידת שנאת הטבע שלהם לפתוח את החלל והאור. לעומת זאת, חזירים בריאים יכולים לראות את אותו גירוי כמו10, ולאחר מחלה, פציעה או טיפול בלחץ, הם כנראה להביע פחד. בדיקה זו דורשת יותר שטח מעבדה ידרוש חזירים כדי התאקלם להיות מטופל וממוקם בזירה בשדה פתוח. אם מעבדות יש מרחב ופרוטוקולים לטיפול החזירים נמצאים במקומם, חוזר הפעלות HAT, בנוסף על בדיקה אחת בשדה הפתוח, יכול לעזור עוד יותר להבחין בעלי חיים מטופלים מבעלי חיים מטופלים.

שלבים קריטיים בפרוטוקול:

שלושת השלבים הראשונים בפרוטוקול הם הקריטיים ביותר למידות מוצלחות של HAT. המפגשים לכל חזיר לוקחים רק 3 דקות; עם זאת, הכנה נאותה תסייע להפוך את הבדיקה לאמינה. כאמור לעיל, מיקום המצלמה והגדרת ההקלטה חיונית לבהירות ולשכפול. זוויות מצלמה בלתי הולמת יכול להגביל את החזון של המתבונן, אשר יוסיף שגיאות למידות. צעד אחר להתעלם לעתים קרובות הוא תיקון האובייקטים בעט. החזיר יזוז חפצים שאינם קבועים, והדבר עלול להשפיע על המוטיבציה להתקרב לאדם. מערכת ההגדרה והניהול חשובות משום שחזירים צריכים להתרגל לסביבות שלהם לפני שהם יכולים לבצע את הבדיקה בעקביות. חזירים שאינם מסתגלות היטב לעטי הבית שלהם או לשגרה שלהם או שהם חווים מתח יגרום לצואה באזורים אחרים ולא בחלק האחורי של העט34. אזור העשיית הצרכים עלול להשפיע על המוטיבציה שלהם להתקרב. מתצוגת המצלמה, המתבונן צריך להיות מסוגל לזהות חזירים בודדים; עם זאת, חשוב שערכת הסימון לא סיפקה מידע לגבי הטיפול בבעלי החיים, משום שפעולה זו מוטה את המתבונן25.

זיהוי חזירים חשוב מאוד להשגת נתוני ההתנהגות הנכונים עבור החזיר הנכון, גם כאשר הם בעלי שוכנו ליחיד. החזירים מועברים לעתים קרובות לטיפולים שלהם, וסימון מחזיר את המתבונן כי הם צופים בחזירה אותו לאחר שהוסר והניח בחזרה את העט. חזירים יכולים להיות שוכנו בזוגות, כמו בדיור סוג C, ולכן, זה הופך להיות מאוד חשוב כדי לזהות את החזירים. בעלי חיים סימון צבעים סמנים דורשים יישום יומי; לפיכך, פרוטוקול זה מחייב שימוש בקלטת כיתה רפואית ומכתם של מלט תג. הקלטת מדביק את הטוב ביותר. לחזירים עם שיער ארוך יותר חזירים עם שיער קצר ועור יבש יהיה לכבות את הקלטת בתדירות גבוהה יותר מאשר חזירים עם שיער ארוך יותר.

יישומים עתידיים:

לסיכום, הבדיקה הלא פולשנית ב-עט HAT שמתואר כאן הוא רגיש מספיק כדי לזהות שינויים תלויים הזמני בזמן חזירים לאחר mTBI. יתר על כן, פיתחנו אינדקס משוקלל בשם AI להעריך שינויים בחזירים שוכנו סוגים שונים של העט, כמו גם בסוגים שונים של חזיר. למרות שנעשה שימוש ב-HAT כדי לזהות שינויים בחזירים החשופים ל-mTBI, מבחן התנהגותי זה יכול להועיל לגילוי שינויים התנהגותיים מדידים בבעלי חיים החווים מתח או תנאים פתולוגיים.

Disclosures

. למחברים אין מה לגלות

Acknowledgments

המחברים מתבקשים לאשר במימון משרד המחקר הימי (גרנט12166253). בנוסף, המחברים מודים באדיבות לצוות הטיפול בבעלי חיים, לוטרינרים ולסטודנטים באוניברסיטת קנזס סטייט ובוירג טק על תמיכתם במהלך עבודת החיות. המחברים גם רוצה להודות Nadège Krebs על הסיוע הטכני שלה, ואת התלמידים שלבי מדרגות, שרה גרינווי, ו Mikayla גורינג על הסיוע הטכני שלהם וטיפול נוסף בעלי חיים.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Dome 3.0 Megapixel Cameras with 2.8-12 mm lens set between 2.8-3.2 mm Points North Surveillance, Auburn, ME CDL7233S Lower mm lenses are needed for low-profile pens
Manfrotto 244 friction arm kit B&H Photo B&H # MA244; MFR # 244 To mount and secure cameras at a 90° angle
Video Recording System Points North Surveillance, Auburn, ME NVR-RACK64 NVR is customized
Colored and patterned duct tape attached to a double-sided medical grade tape  MBK Tape Solutions, Chatsworth, CA 3M 1522H Sustainable marking of pigs
Approach Index Formula generator Dinasym, Manhattan, KS Approach Formula Company will customize macros for specific lab needs
Geovision Software Points North Surveillance, Auburn, ME Geovision Software to edit video time into 180 s clips
Clicker Petco Good2Go Dog Training Clicker
Reward treat (feed pellet, carob chip, raisin, marshmallow) Variable N/A Depending on previous exposure, adult pigs are very  neophobic when new food is introduced. Limit-fed pigs can be fed a few pellets of feed. 
Statistical Analysis System (SAS) SAS Institute, Cary, North Carolina SAS 9.0 Our laboratories preference for analyzing mixed models and repeated measures
Observer 11.5 software Noldus Information Technology, Leesburg, VA Observer 11.5 Software to manually timestamp video clips

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Iverson, G. L. Outcome from mild traumatic brain injury. Current Opinion in Psychiatry. 18 (3), 301-317 (2005).
  2. Taber, K. H., Warden, D. L., Hurley, R. A. Blast-related traumatic brain injury: what is known? The Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences. 18 (2), 141-145 (2006).
  3. White, H., Venkatesh, B. Traumatic brain injury. Oxford Textbook of Neurocritical Care. Smith, M., Kofke, W. A., Citerio, G. 210, University Press. Oxford. (2016).
  4. Greve, K. W., et al. Personality and neurocognitive correlates of impulsive aggression in long-term survivors of severe traumatic brain injury. Brain Injury Journal. 15 (3), 255-262 (2001).
  5. Janusz, J. A., Kirkwood, M. W., Yeates, K. O., Taylor, H. G. Social Problem-Solving Skills in Children with Traumatic Brain Injury: Long-Term Outcomes and Prediction of Social Competence. Child Neuropsychology. 8 (3), 179-194 (2002).
  6. Luo, Y. Swine Applied Ethology Methods for a Model of Mild Traumatic Brain Injury (Master's Thesis). , Available from: http://hdl.handle.net/2097/35760 (2017).
  7. Kornum, B. R., Knudsen, G. M. Cognitive testing of pigs (Sus scrofa) in translational biobehavioral research. Neuroscience & Behavioral Reviews. 35 (3), 437-451 (2011).
  8. Bauman, R. A., et al. An Introductory Characterization of a Combat-Casualty-Care Relevant Swine Model of Closed Head Injury Resulting from Exposure to Explosive Blast. Journal of Neurotrauma. 26, 841-860 (2009).
  9. Friess, S., et al. Repeated traumatic brain injury affects composite cognitive function in piglets. Journal of Neurotrauma. 26, 1111-1121 (2009).
  10. Xiong, Y. A., Mahmood, A., Chopp, M. Animal models of traumatic brain injury. Nature Reviews Neuroscience. 14 (2), 128-142 (2013).
  11. Waiblinger, S., et al. Assessing the human-animal relationship in farmed species: A critical review. Applied Animal Behavior and Science. 101, 185-242 (2006).
  12. Powell, C., Hemsworth, L. M., Rice, M., Hemsworth, P. H. Comparison of methods to assess fear of humans in commercial breeding gilts and sows. Applied Animal Behavior and Science. 181, 70-75 (2016).
  13. Hemsworth, P. H., Barnett, J. L., Coleman, G. J., Hansen, C. A study of the relationships between the attitudinal and behavioural profiles of stockpersons and the level of fear of humans and reproductive performance of commercial pigs. Applied Animal Behaviour Science. 23, 301-314 (1989).
  14. Hulbert, L. E., McGlone, J. J. Evaluation of drop versus trickle-feeding systems for crated or group-penned gestating sows. Journal of Animal Science. 84 (4), 1004-1014 (2006).
  15. Mills, D. S., Marchant-Forde, J. N. The encyclopedia of applied animal behavior and welfare. , CAB International. Wallingford, UK. (2010).
  16. Backus, B. L., Sutherland, M. A., Brooks, T. A. Relationship between environmental enrichment and the response to novelty in laboratory-housed pigs. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 56 (6), 735-741 (2017).
  17. Price, E. O. Behavioral development in animals undergoing domestication. Applied Animal Behavior Science. 65 (3), 245-271 (1999).
  18. Plogmann, D., Kruska, D. Volumetric comparison of auditory structures in the brains of European wild boars (Sus scrofa) and domestic pigs (Sus scrofa f. dom.). Brain, Behavior and Evolution. 35 (3), 146-155 (1990).
  19. Horbak, K. Nosing Around: Play in Pigs. Animal Behavior and Cognition. 1 (2), 186-196 (2014).
  20. Daigle, C. Parallels between Postpartum Disorders in Humans and Preweaning Piglet Mortality in Sows. Animals. 8 (2), 22 (2018).
  21. Willner, P., Muscat, R., Papp, M. Chronic mild stress-induced anhedonia: A realistic animal model of depression. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 16 (4), 525-534 (1992).
  22. Pairis, M., Young, A., Millman, S. T., Garvey, J., Johnson, A. K. Can Fear Be Effectively Assessed in Swine? A Study Measuring Fear Levels during a Human Approach Test. Animal Industry Report. , AS 655, ASL R2470 (2009).
  23. Grandin, T. Behavioral principles of livestock handling. American registry of Professional Animal Scientist. , 1-11 (2002).
  24. Weeks, C. A. A review of welfare in cattle, sheep and pig lairages, with emphasis on stocking rates, ventilation and noise. Animal Welfare. (South Mimms, England). 17, 275-284 (2008).
  25. Martin, P., Bateson, P. How Good are Your Measures. Measuring Behaviour: An Introductory Guide. Martin, P., Bateson, P. , University Press. Cambridge. 72-85 (2007).
  26. Grandin, T., Shivley, C. How Farm animals react and perceive stressful situations such as handling, restraint, and transport. Animals. 5, 1233-1251 (2015).
  27. Galyean, M. Sample size calculations I. , Available from: https://www.depts.ttu.edu/afs/home/mgalyean/ (2018).
  28. Shenton, M. E., et al. A review of magnetic resonance imaging and diffusion tensor imaging findings in mild traumatic brain injury. Brain Imaging and Behavior. 6 (2), 137-192 (2012).
  29. Walilko, T., VandeVord, P., Hulbert, L. E., Fievisohn, E., Zai, L. Establishing a neurological injury threshold using a blast overpressure model in minipigs. Military Health System Research Symposium. , (2017).
  30. Coffin, M. J., et al. Side Bias and Time of Day Influenced Cognition after Minipigs were Conditioned Using a Novel Tactile Stimulation Device. Journal of Animal Science. 96, 255-256 (2018).
  31. Dailey, J. W. Stereotypic Behavior in Pregnant Swine (Master's Thesis). , Available from: https://ttu-ir.tdl.org/ttu-ir/handle/2346/9669 (1995).
  32. Fleming, S. A., Dilger, R. N. Young pigs exhibit differential exploratory behavior during novelty preference tasks in response to age, sex and delay. Behavioural Brain Research. 321, 50-60 (2017).
  33. Ramona, D. D., Healy, S. D., Lawrence, A. B., Rutherford, K. M. D. Emotionality in growing pigs: Is the open field a valid test. Physiology & Behavior. 104, 906-913 (2011).
  34. Matthews, S. G., Miller, A. L., Clapp, J., Plötz, T., Kyriazakis, I. Early detection of health and welfare compromises through automated detection of behavioral changes in pigs. The Veterinary Journal. 217, 43-51 (2016).

Tags

נסיגה סוגיה 148 התנהגות תיאבון הימנעות porcine אתולוגיה mTBI
לא פולשני, מבחן גישה לעט מעבדה-חזירים שוכנו
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Hulbert, L. E., Bortoluzzi, E. M.,… More

Hulbert, L. E., Bortoluzzi, E. M., Luo, Y., Mumm, J. M., Coffin, M. J., Becker, G. Y., Vandevord, P. J., McNeil, E. M., Walilko, T., Khaing, Z. Z., Zai, L. Noninvasive, In-pen Approach Test for Laboratory-housed Pigs. J. Vis. Exp. (148), e58597, doi:10.3791/58597 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter